UASB厭氧反應器
來源:雲南波多野成人无码精品电影環保科技 作者:波多野成人无码精品电影 日期:2022-10-25
(1)溫度。厭氧廢水處理分為低溫、中溫和高溫三類。迄今大多數厭氧廢水處理係統在中溫範圍運行,在此範圍溫度每升高10℃,厭氧反應速度約增加一倍。中溫工藝以30-40℃最為常見,其最佳處理溫度在35-40℃間。高溫工藝多在50-60℃間運行。在上述範圍內,溫度的微小波動(如1-3℃)對厭氧工藝不會有明顯影響,但如果溫度下降幅度過大(超過5℃),則由於汙泥活力的降低,反應器的負荷也應當降低以防止由於過負荷引起反應器酸積累等問題,即国产成人剧情AV麻豆果冻常說的“酸化”,否則沼氣產量會明顯下降,甚至停止產生,與此同時揮發酸積累,出水pH下降,COD值升高。
注:以上所謂溫度指厭氧反應器內溫度
(2)pH。厭氧處理的這一pH範圍是指反應器內反應區的pH,而不是進液的pH,因為廢水進入反應器內,生物化學過程和稀釋作用可以迅速改變進液的pH值。反應器出液的pH一般等於或接近於反應器內的pH。對pH值改變最大的影響因素是酸的形成,特別是乙酸的形成。因此含有大量溶解性碳水化合物(例如糖、澱粉)等廢水進入反應器後pH將迅速降低,而己酸化的廢水進入反應器後pH將上升。對於含大量蛋白質或氨基酸的廢水,由於氨的形成,pH會略上升。反應器出液的pH一般會等於或接近於反應器內的pH。pH值是廢水厭氧處理最重要的影響因素之一,厭氧處理中,水解菌與產酸菌對pH有較大範圍的適應性,大多數這類細菌可以在pH為5.0-8.5範圍生長良好,一些產酸菌在pH小於5.0時仍可生長。但通常對pH敏感的甲烷菌適宜的生長pH為6.5-7.8,這也是通常情況下厭氧處理所應控製的pH範圍。我公司要求厭氧反應器內pH控製在6.8-7.2之間。
進水pH條件失常首先表現在使產甲烷作用受到抑製(表現為沼氣產生量降低,出水COD值升高),即使在產酸過程中形成的有機酸不能被正常代謝降解,從而使整個消化過程各個階段的協調平衡喪失。如果pH持續下降到5以下不僅對產甲烷菌形成毒害,對產酸菌的活動也產生抑製,進而可以使整個厭氧消化過程停滯,而對此過程的恢複將需要大量的時間和人力物力。pH值在短時間內升高過8,一般隻要恢複中性,產甲烷菌就能很快恢複活性,整個厭氧處理係統也能恢複正常。
(3)有機負荷和水力停留時間。有機負荷的變化可體現為進水流量的變化和進水COD值的變化。厭氧處理係統的正常運轉取決於產酸和產甲烷速率的相對平衡,有機負荷過高,則產酸率有可能大於產甲烷的用酸率,從而造成揮發酸的積累使pH迅速下降,阻礙產甲烷階段的正常進行,嚴重時可導致“酸化”。而且如果有機負荷的提高是由進水量增加而產生的,過高的水力負荷還有可能使厭氧處理係統的汙泥流失率大於其增長率,進而影響整個係統的處理效率。水力停留時間對於厭氧工藝的影響主要是通過上升流速來表現出來的。一方麵,較高的水流速度可以提高汙水係統內進水區的擾動性,從而增加生物汙泥與進水有機物之間的接觸,提高有機物的去除率。另一方麵,為了維持係統中能擁有足夠多的汙泥,上升流速又不能超過一定限值,通常采用UASB法處理廢水時,為形成顆粒汙泥,厭氧反應器內的上升流速一般不低於0.5m/h。
(4)懸浮物。懸浮物在反應器汙泥中的積累對於UASB係統是不利的。懸浮物使汙泥中細菌比例相對減少,因此汙泥的活性降低。由於在一定的反應器中內能保持一定量的汙泥,懸浮物的積累最終使反應器產甲烷能力和負荷下降。(引:針對於調節池內的浮渣及進入汙水處理廠的汙水中的懸浮物質国产成人剧情AV麻豆果冻在日常工作當中需采取必要的措施和手段將其除去)
UASB厭氧反應器啟動分為初次啟動和二次啟動。初次啟動指用顆粒汙泥以外的其它汙泥作為種泥啟動的一個UASB厭氧反應器的啟動過程。二次啟動是指使用顆粒汙泥作為種泥對UASB厭氧反應器的啟動過程。国产成人剧情AV麻豆果冻公司現階段反應的啟動方法均為二次啟動法。需注意問題如下:
1、進水負荷 二次啟動的負荷可以較高,一般情況下最初進液濃度可以達到3000mg/l到5000mg/l,進水一段時間後,待COD去除率達80%以上時,適當提高進水濃度。相應流量不宜過高。国产成人剧情AV麻豆果冻在厭氧反應器初次啟動時提倡低流量、低負荷啟動,現在公司二套厭氧反應器采用此種啟動方式已經成功。
2、進水懸浮物 進水懸浮物含量不能太高,否則將嚴重影響厭氧顆粒汙泥的形成,其積累量大於微生物的增長量,最終導致厭氧汙泥的活性大大下降,因為整個厭氧反應係統的容量是有限的。
3、進水種類的控製 厭氧反應器的進水需嚴格控製,通過馴化国产成人剧情AV麻豆果冻可以處理一些難處理的汙汙水,例如提取的洗柱水,但在整個厭氧反應係統的啟動期間,此類水不能進入,否則將大大延長啟動時間。在啟動過程中国产成人剧情AV麻豆果冻也應及時了解生產情況,對啟動期間的厭氧反應器進水作出相應的選擇。
4、顆粒汙泥的觀察 啟動期間需定期從顆粒汙泥取樣口提取汙泥樣品,觀察顆粒汙泥的生長情況,結合進出水COD值對厭氧反應器的啟動情況做出判斷。
5、出水pH值 對出水pH值做出相應記錄,pH值低於6.8時需及時采取相應補救措施(調整進水負荷、必要時投加純堿),為啟動成功提供保障。
6、產氣、汙泥洗出情況 及時與熱風爐了解沼氣的產出情況,產氣量小時從進水負荷、溫度、顆粒汙泥形成三方麵進行分析,尋求解決問題的辦法。
7、進水溫度 控製厭氧反應器內溫度在34-38℃之間,通過調節進水溫度使24h內溫差變化不得超過2℃。
一、 汙泥顆粒化的意義
顆粒汙泥即国产成人剧情AV麻豆果冻常說的厭氧汙泥,它的形成實際上是微生物固定化的一種形式,其外觀為具有相對規則的球形或橢圓形黑色顆粒。光學顯微鏡下觀察,顆粒汙泥呈多孔結構,表麵有一層透明膠狀物,其上附著甲烷菌。顆粒汙泥靠近外表麵部分的細胞密度最大,內部結構鬆散,粒徑大的顆粒汙泥內部往往有一個空腔。大而空的顆粒汙泥容易破碎,其破碎的碎片成為新生顆粒汙泥的內核,一些大的顆粒汙泥還會因內部產生的氣體不易釋放出去而容易上浮,以至被水流帶走,隻要量不大,這也為一種正常現象。
厭氧反應器內顆粒汙泥形成的過程稱之為顆粒汙泥化,顆粒汙泥化是大多數UASB反應器啟動的目標和成功的標誌。汙泥的顆粒化可以使UASB反應器允許有更高的有機物容積負荷和水力負荷。
厭氧反應器內的顆粒汙泥其實是一個完美的微生物水處理係統。這些微生物在厭氧環境中將難降解的有機物轉化為甲烷、二氧化碳等氣體與水係統分離並實現菌體增殖,通過這種方式汙水得到淨化。這裏麵涉及到兩類關係極為密切的厭氧菌:產酸菌和產甲烷菌。国产成人剧情AV麻豆果冻在3月份的培訓過程中提到,產酸菌將有機物轉化為揮發性有機酸,而產甲烷菌利用這些有機酸把他們轉化為甲烷、二氧化碳等氣體,這時汙水得到淨化。在這個過程中,對於淨化汙水來說,起關鍵作用的是甲烷菌,而甲烷菌對於環境的變化是相當敏感的,一旦溫度、pH、有毒物質侵入、負荷等因素變化,均易引發其活力的下降,導致揮發酸積累,揮發酸積累的直接後果是係統pH下降,如此循環,厭氧反應器開始“酸化”。
二、 什麽是“酸化”
UASB反應器在運行過程中由於進水負荷、水溫、有毒物質進入等原因變化而導致揮發性脂肪酸在厭氧反應器內積累,從而出現產氣量減小、出水COD值增加、出水pH值降低的現象,稱之為“酸化”。發生“酸化”的反應器其顆粒汙泥中的產甲烷菌受到嚴重抑製,不能將乙酸轉化為甲烷,此時係統出水COD值甚至高於進水COD值,厭氧反應器處於癱瘓狀態。
三、 揮發酸、堿度對厭氧反應器的運行的影響
UASB厭氧反應器啟動分為初次啟動和二次啟動。初次啟動指用顆粒汙泥以外的其它汙泥作為種泥啟動的一個UASB厭氧反應器的啟動過程。二次啟動是指使用顆粒汙泥作為種泥對UASB厭氧反應器的啟動過程。国产成人剧情AV麻豆果冻公司現階段反應的啟動方法均為二次啟動法。在以往的培訓過程中国产成人剧情AV麻豆果冻著重介紹了進水負荷、反應器內溫度、pH值、懸浮物質對厭氧反應器的影響,現將揮發酸(VFA)、堿度在厭氧反應器的運行過程中的作用及對pH值、產氣量的影響等問題介紹如下:
1、揮發性脂肪酸
1)VFA簡介
揮發性脂肪酸簡稱揮發酸,英文縮寫為VFA,它是有機物質在厭氧產酸菌的作用下經水解、發酵發酸而形成的簡單的具有揮發性的脂肪酸,如乙酸、丙酸等。揮發酸對甲烷菌的毒性受係統pH值的影響,如果厭氧反應器中的pH值較低,則甲烷菌將不能生長,係統內VFA不能轉化為沼氣而是繼續積累。相反在pH值為7或略高於7時,VFA是相對無毒的。揮發酸在較低pH值下對甲烷菌的毒性是可逆的。在pH值約等於5時,甲烷菌在含VFA的廢水中停留長達兩月仍可存活,但一般講,其活性需要在係統pH值恢複正常後幾天到幾個星期才能夠恢複。如果低pH值條件僅維持12h以下,產甲烷活性可在pH值調節之後立即恢複。
2)VFA積累產生的原因
厭氧反應器出水VFA是厭氧反應器運行過程中非常重要的參數,出水VFA濃度過高,意味著甲烷菌活力還不夠高或環境因素使甲烷菌活力下降而導致VFA利用不充分,積累所致。溫度的突然降低或升高、毒性物質濃度的增加、pH的波動、負荷的突然加大等都會由出水VFA的升高反應出來。進水狀態穩定時,出水pH的下降也能反能反映出VFA的升高,但是pH的變化要比VFA的變化遲緩,有時VFA可升高數倍而pH尚沒有明顯改變。因此從監測出水VFA濃度可快速反映出反應器運行的狀況,並因此有利於操作過程及時調節。過負荷是出水VFA升高的原因。因此當出水VFA升高而環境因素(溫度、進水pH、出水水質等)沒有明顯變化時,出水VFA的升高可由降低反應器負荷來調節,過負荷由進水COD濃度或進水流量的升高引起,也會由反應器內汙泥過多流失引起。
3)VFA與反應器內pH值的關係
在UASB反應器運行過程中,反應器內的pH值應保持在6.5-7.8範圍內,並應盡量減少波動。pH值在6.5以下,甲烷菌即已受到抑製,pH值低於6.0時,甲烷菌已嚴重抑製,反應器內產酸菌呈現優勢生長。此時反應器已嚴重酸化,恢複十分困難。
VFA濃度增高是pH下降的主要原因,雖然pH的檢測非常方便,但它的變化比VFA濃度的變化要滯後許多。當甲烷菌活性降低,或因過負荷導致VFA開始積累時,由於廢水的緩衝能力,pH值尚沒有明顯變化,從pH值的監測上尚反映不出潛在的問題。當VFA積累至一定程度時,pH才會有明確變化。因此測定VFA是控製反應器pH降低的有效措施。
當pH值降低較多,一般低於6.5時就應采取應急措施,減少或停止進液,同時繼續觀察出水pH和VFA。待pH和VFA恢複正常以後,反應器在較低的負荷下運行。進水pH的降低可能是反應器內pH下降的原因,這就要看反應器內堿度的多少,因此如果反應器內pH降低,及時檢查進液pH有無改變並監測反應器內堿度也是很必要的。
4)厭氧反應器啟動、運行過程中需注意與VFA相關的問題
厭氧反應器運轉正常的情況下,VFA的濃度小於3mmol/l,但在啟動和運行過程中VFA出現一定的波動是正常的,不必太過驚慌。①厭氧反應器啟動階段,當環境因素如出水pH、罐溫正常時,出水VFA過高則表時反應器負荷相對於當時的顆粒汙泥活力偏高。出水VFA若高於8mmol/l,則應當停止進液,直到反應器內VFA低於3 mmol/l後,再繼續以原濃度、負荷進液運行。②厭氧反應器運行階段,運行負荷的增加可能會導致出水VFA濃度的升高,當出水VFA高於8mmol/l時,不要停止進液但要仔細觀察反應器內pH值、COD值的變化防止“酸化”的發生。增大負荷後短時間內,產氣量可能會降低,幾天後產氣量會重新上升,出水VFA濃度也會下降。但如果出水VFA增大到15mmol/l則必須把降至原來水平,並保證反應器內pH不低於6.5,一旦降至6.5以下,則有必要加堿調節pH。
2、堿度
1)堿度簡介
堿度不是堿,廣義的堿度指的是水中強堿弱酸鹽的濃度,它在不同的pH值下的存在形式不同(弱酸跟上的H數目不同),能根據環境釋放或吸收H離子,從而起到緩衝溶液中pH變化的作用,使係統內pH波動減小。堿度是不直接參加反應的。堿度是衡量厭氧係統緩衝能力的重要指標,是係統耐pH衝擊能力的衡量標準。因此UASB在運行過程中一般都要監測堿度的。操作合理的厭氧反應器堿度一般在2000-4000mg/l,正常範圍在1000-5000mg/l。(以上堿度均以CaCO3計)
2)堿度對UASB顆粒汙泥的影響
堿度對UASB顆粒汙泥的影響表現在兩個方麵:一是對顆粒化進程的影響;二是對顆粒汙泥產甲烷活性(SMA)的影響。堿度對顆粒汙泥活性的影響主要表現在通過調節pH值(即通過堿度的緩衝作用使pH值變化較小)使得產甲烷菌呈不同的生長活性。在一定的堿度範圍內,進水堿度高的反應器汙泥顆粒化速度快,但顆粒汙泥的SMA低;進水堿度低的反應器其汙泥顆粒化速度慢,但顆粒汙泥的SMA高。因此,在汙泥顆粒化過程中進水堿度可以適當偏高(但不能使反應器的pH>8.2,這主要是因為此時產甲烷菌會受到嚴重抑製)以加速汙泥的顆粒化,使反應器快速啟動;而在顆粒化過程基本結束時,進水堿度應適當偏低以提高顆粒汙泥的SMA。
幾個常見問題
1、 厭氧反應器是否極易酸化
厭氧反應器是否極易酸化?回答是否定的。UASB厭氧反應器作為一種高效的水處理設施,其係統自身有著良好的調節係統,在這個調節係統中,起著關鍵作用的是碳酸氫根離子,即国产成人剧情AV麻豆果冻通常說的堿度,它的主要作用是調節係統的pH,防止因pH值的變化對產甲烷菌造成影響。因此隻要国产成人剧情AV麻豆果冻科學、合理操作,就可以確保厭氧反應器正常、高效運行。
2、 罐溫變化
對一個厭氧反應器來說,其操作溫度以穩定為宜,波動範圍24h內不得超過2℃。水溫對微生物的影響很大,對微生物和群體的組成、微生物細胞的增殖,內源代謝過程,對汙泥的沉降性能等都有影響。對中溫厭氧反應器,應該避免溫度超過42℃,因為在這種溫度下微生物的衰退速度過大,從而大大降低汙泥的活性。此外,在反應器溫度偏低時,應根據運行情況及時調整負荷與停留時間,反應器運行仍可穩定,但此時不能充分發揮反應器的處理能力,否則將導致反應器不能正常運行。
罐溫的突然變化,易造成沼氣中甲烷氣體所占比例減少,CO2增多,而且国产成人剧情AV麻豆果冻可以在厭氧反應器液麵看到一些半固半液狀且不易破的氣泡。
3、 進水pH值
在厭氧反應器正常運行時,進水pH值一般在6.0以上。在處理因含有有機酸而使偏低的廢水時,正常運行時,進水pH值可偏低,如4~5左右;若處理因含無機酸而使pH值低的廢水,應將進水pH值調到6以上。當然具體的控製還要根據反應器的緩衝能力而定,也決定於厭氧反應的馴化程度。
4、 厭氧反應器內汙泥流失的原因及控製措施
UASB反應器設置了三相分離器,但在汙泥結團之前仍帶有一定汙泥,在啟動過程中逐漸將輕質汙泥洗出是必要的。汙泥顆粒化是一個連續漸進過程,即每次增加負荷都增大其流體流速和沼氣產量,從而加強了攪拌篩選作用,小的、輕的顆粒被衝擊出反應器,這個過程並不要使大量汙泥衝出,要防止汙泥過量流失。一般來說,反應器發生汙泥流失可分為三種情況:1)汙泥懸浮層頂部保持在反應器出水堰口以下,汙泥的流失量將低於其增殖量。2)在穩定負荷條件下,汙泥懸浮層可能上升到出水堰口處,這時應及時排放剩餘汙泥。3)由於衝擊負荷及水質條件突然惡化(如負荷突然增大等)要導致汙泥床的過度膨脹。在這種情況下汙泥可能出現暫時性大量流失。
控製反應器的有機負荷是控製汙泥過量流失的主要辦法。提高汙泥的沉降性能是防止汙泥流失的根本途徑,但需要一個過程。為了減少出水帶走的厭氧汙泥,因此公司UASB厭氧反應器後設置了初沉池。設置初沉池的好處在於:①可以加速反應器內汙泥積累,縮短啟動時間;②去除出水懸浮物,提高出水水質;③在反應器發生衝擊而使汙泥大量上浮時,可回收流失汙泥,保持工藝的穩定性;④減少汙泥排放量。
5、 顆粒汙泥的攪拌